时间: 2024-03-10 16:21:47 | 作者: 华体会综合体育登录
茉莉（Jasminum sambac (L).Ait）为木犀科素馨属植物，原产于印度、阿拉伯等地，在汉代时期传入中国。栽培品种可根据花冠层数分为单瓣茉莉、双瓣茉莉和多瓣茉莉3种，其中，福州单瓣茉莉是福州市特有的品种，双瓣茉莉是目前我国大面积种植的主要品种。茉莉的花和叶均具有较高的药用价值，花可用来医治腹泻、腹痛、结膜炎、癌症、伤口愈合、牙痛和皮炎等，叶可用来治疗发炎、发烧和疼痛等。近年来，茉莉在基因组学、转录组学、代谢组学等领域加快速度进行发展，前期本课题组结合PacBio HiFi和Hi-C技术获得了福州单瓣茉莉和双瓣茉莉的染色体级别参考基因组，分别为502.27 Mb和486.97 Mb，注释获得24002个和23574个蛋白质编码基因。茉莉富有丰富的化学成分，包含黄酮类、类固醇、萜类、生物碱、皂苷、单宁、酚类化合物、香豆素；茉莉花中分离出三聚环烯醚萜苷、sambacoside A、molihuasides A-E，茉莉叶中鉴定到芦丁、槲皮苷、异槲皮苷、山柰酚-3-鼠李糖苷等物质。然而，茉莉中的非挥发性代谢物的具体成分仍未被完全揭示。
福建农林大学的洪雅萍、谷梦雅、叶乃兴*等 以福州单瓣茉莉和双瓣茉莉的花器官和叶片为供试材料，采用广泛靶向代谢组学技术对其代谢物进行测定，分析代谢物在2种茉莉花及其器官的分布情况及差异，有助于更高效地挖掘其有效的化学成分，为福州单瓣茉莉和双瓣茉莉非挥发性代谢物的充分的利用提供参考。
福州单瓣茉莉的花冠为单层，双瓣茉莉的花冠为双层且叶片略小于福州单瓣茉莉（图1A、B）。全部样本采用主成分分析（PCA）办法来进行分析，结果显示（图1C），PC1贡献率为50.86%，PC2贡献率为20.18%，样本间分离趋势明显，说明各样本间存在很明显差异。本研究建立FJF vs SJF、FJL vs SJL、FJL vs FJF和SJL vs SJF 4 组OPLS-DA模型，4 组模型的R2和Q2较高（图1D），模型拥有非常良好的预测能力和可靠性。聚类分析根据结果得出（图1E）FJF、SJF、FJL、SJL的代谢谱存在比较大差异，FJF、SJF、FJL分别在b、a、c区域含量较高，SJL在d和e区域含量较高。相关性分析根据结果得出（图1F），FJF和SJF表现出较高的相关性。
如表1所示，共鉴定出935种代谢物，最重要的包含67种氨基酸及其衍生物、188种酚酸类、64种核苷酸及其衍生物、110种黄酮类、30种木脂素和香豆素、1种鞣质、34种生物碱、62种萜类、95种有机酸、155种脂质、77种糖及醇类、23种维生素等13类。总体上各样本间多数代谢物的相对含量差异不大，FJF和SJF中主要以氨基酸及其衍生物、酚酸类、核苷酸及其衍生物、脂质的含量较高；FJL和SJL中主要以酚酸类、脂质、糖及醇类的含量较高，此外，SJL中富有丰富的黄酮类物质，高达24.51%。
差异代谢物筛选结果如图2、3所示，FJF vs SJF、FJL vs SJL、FJL vs FJF和SJL vs SJF分别鉴定出919、838、933、931种代谢物，筛选到的差异代谢物有348、337、601、571种。FJF vs SJF含有348种差异代谢物，其中142种上调、206种下调，FJL vs SJL含有337种差异代谢物，其中171种上调、166种下调，主要为酚酸类、黄酮类、脂质、糖及醇类；FJL vs FJF含有601种差异代谢物，其中420种上调、181种下调，SJL vs SJF含有571种差异代谢物，其中424种上调、下调147种，主要为酚酸类、黄酮类、有机酸、脂质。
KEGG通路富集分析结果为，各组的差异代谢物主要分布在20条代谢途径中（图4）。FJF vs SJF中的显著差异代谢通路有5条（P＜0.05），为色氨酸代谢、丙酸代谢、光合作用、单萜的生物合成和辅助因子的生物合成；FJL vs SJL中的显著差异代谢通路有5条（P＜0.05），为缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成，淀粉和蔗糖代谢，单萜的生物合成，黄酮和黄酮醇的生物合成和次生代谢产物的生物合成；其中黄酮和黄酮醇的生物合成途径中含有12种代谢物，9种代谢物于SJL中上调，为槲皮苷、芦丁、紫云英苷、烟花苷、木犀草苷、异槲皮苷、阿福豆苷、忍冬苷和三叶豆苷；FJL vs FJF的显著差异代谢通路仅有1条为次生代谢产物的生物合成（P＜0.05）。SJL vs SJF的显著差异代谢通路有3条（P＜0.05），为嘌呤代谢、苯丙氨酸代谢及芥子油甘生物合成。
福州单瓣茉莉与双瓣茉莉的花器官中主要差异代谢物分析（图5），62种酚酸类中有3种代谢物仅在SJF检测到，39种代谢物在SJF显著上调，共占酚酸类的67.74%；20种代谢物在FJF含量更高，为SJF的2.05～7.03倍，差异最显著的为芥子醇。44种黄酮类中有2种代谢物仅在SJF检测到；32种代谢物在SJF显著上调，共占黄酮类的77.27%，包含烟花苷、木犀草苷、木犀草素-7-O-芸香糖苷、6-C-甲基槲皮素-3-O-芸香糖苷和刺槐苷等；10种代谢物在FJF含量更高，为SJF的2.05～18.92倍，差异最显著的为圣草酚。64种脂质中有3种代谢物仅在SJF中检测到，20种代谢物的含量在SJF显著上调，为FJF的2.07～28.11倍；4种代谢物仅在FJF中检测到，37种代谢物在FJF含量更高，为SJF的2.19～27.55倍。29种糖及醇类中，7种代谢物的含量在SJF显著上调，为FJF的2.49～7.65倍，差异最显著的为2-脱氢-3-脱氧-L-阿拉伯糖；D-苏阿糖仅在FJF中检测到，其他21种代谢物在FJF含量更高，包括D-蔗糖、D-海藻糖和异麦芽酮糖等代谢物共占糖及醇类的75.86%。
福州单瓣茉莉与双瓣茉莉的叶片中主要差异代谢物分析（图6），65种酚酸类中有9种代谢物仅在SJL中检测到，30种代谢物在SJL中上调，共占酚酸类的60%；咖啡酸甲酯仅在FJL中检测到，26种代谢物在FJL含量更高，为SJL的2.05～83.16倍。58种黄酮类中有4种代谢物仅在SJL中检测到，44种代谢物在SJL中上调，共占黄酮类的82.76%，包含6-羟基木犀草素-5-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-芸香糖苷-7-O-葡萄糖苷、木犀草素-3’-O-葡萄糖苷、山柰酚-4’-O-葡萄糖苷、紫云英苷、木犀草苷等；10种代谢物在FJL中含量更高，为SJL的2.07～37.97倍，差异最显著的为金合欢素-7-O-葡萄糖苷。58种脂质类中有8种代谢物在SJL中上调，为FJL的2.01～4.92倍；14种仅在FJL中检测到，36种在FJL中含量更高，为SJL的2.04～59.83倍。29种糖及醇类中，D-苏阿糖仅在SJL中检测到，9种代谢物在SJL中上调，为FJL的2.07～3.59倍，差异最显著的为D-氨基葡萄糖-1-磷酸；19种在FJL中含量更高，占糖及醇类的65.52%。
根据表2可知，与FJF相比，14种差异代谢物仅存在于SJF且种类丰富，即SJF的特有差异代谢物，为1种氨基酸及其衍生物、3种酚酸类、2种黄酮类、1种香豆素、1种生物碱类、2种萜类、1种有机酸、3种脂质，相对含量在2463.40～425856.67间，8-羟基-10-氢-獐牙菜苷、1-O-咖啡酰单甘油和溶血磷脂酰胆碱18:1的含量较高。如表3所示，8种差异代谢物不存在于SJF，即FJF的特有差异代谢物，主要以脂质为主，具体为2种木脂素（Vitrofolal E、异紫丁香酚苷）、1种糖类（D-苏阿糖）、4种脂质（溶血磷脂酰乙醇胺16:3、1-亚油酰甘油酯-3-O-葡萄糖苷、溶血磷脂酰胆碱20:4和1-亚油酰甘油酯-2,3-二-O-葡萄糖苷）、1种其他类（新女贞苷）。
根据表4可知，与FJL相比，26种差异代谢物仅存在于SJL，即SJL的特有差异代谢物，为2种氨基酸及其衍生物、8种酚酸类、3种核苷酸及其衍生物、4种黄酮类、2种萜类、5种有机酸、1种糖类和1种其他类，相对含量在1451.45～180860.00之间，迷迭香酸、槲皮素-7-O-芸香糖苷-4’-O-葡萄糖苷、坡模酸和2,3-二羟基-12-熊果烯-28-酸的含量较高。如表5所示，21种差异代谢物不存在于SJL，即FJL的特有代谢物，为1种酚酸类、2种木脂素、1种鞣质、1种生物碱、2种有机酸和14种脂质，相对含量在4287.87～94215.33之间。此外，SJL中代谢物种类丰富，含有较多的酚酸类的物质，包含酪醇、龙胆酸和对香豆酸等；FJL中则以脂质类为主，包含亚麻酸甲酯、花生四烯酸和单酰甘油酯18:4等。
从代谢层面发现福州单瓣茉莉的花器官和叶片中糖及醇类化合物均高于双瓣茉莉的花器官和叶片，该发现可以为研究茉莉花多糖提供一定的参考；双瓣茉莉的叶片富有丰富的黄酮类化合物且黄酮和黄酮醇的生物合成旺盛，可能有较高的药用价值；本研究从代谢层面揭示了福州单瓣茉莉和双瓣茉莉从品种到器官的代谢特征及其主要活性物质，为茉莉花资源及其活性成分的有效利用提供参考依据。
本文《福州单瓣茉莉和双瓣茉莉不同组织的广泛靶向代谢组学分析》来源于《食品科学》2023年44卷08期184-193页，作者：洪雅萍，谷梦雅，高婷，杨文文，林宏政，金珊，王鹏杰，叶乃兴。DOI:10.7506/spkx0515-199.
实习编辑：延边大学农学院食品科学与工程 田雨欣；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及百度。
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